Spanningen in hout

Over constructieve aspecten. Aflevering in een serie over bekende en onbekende bomen.

Hout heeft in de lengterichting heel andere eigenschappen dan in de dikterichting. Dit was zo’n beetje het eerste wat me werd gezegd door André Jorissen. Met hem sprak ik over de constructieve aspecten van bomen, want ja, dat hij blijft staan is voor een boom toch het allerbelangrijkste.

Jorissen zelf is 53 en civiel ingenieur, gespecialiseerd in draagconstructies. Hij verdeelt zijn tijd tussen de TU Eindhoven, de leerstoel ‘constructieve houttoepassingen’ , en SHR, een in Wageningen gevestigd instituut voor houtonderzoek.

Het gewicht van houtsoorten varieert van 200 kg/kub (balsa) tot 1250 kg/kub (pokhout). Het verschil zit ’m in de ruimtelijke structuur van het hout. Spar en den wegen rond de 600 kg/kub, beuk en eik 800 à 850 kg/kub.

Neem je nu een eikenstam (en Jorissen zijn zakcalculator), dan zit je zo op een gewicht van vier ton – nog zónder takken en bladertooi. „Dus ook daarom spreiden ze hun wortels uit”, zei Jorissen. „Om niet door de grond te zakken.” En zolang hij niet door de grond zakt, geeft zijn gewicht een boom stevigheid. Een holle boom kan alles wat een boom moet kunnen, maar hij verliest wel aan stabiliteit.

Een eik is bijzonder zuinig op zijn gewicht; hij stopt zijn kernhout vol natuurlijke conserveringsmiddelen. Daarom kan een dode eik eindeloos blijven staan. Daarom is eik zo duurzaam als bouwhout. „En als heipaal”, voegde Jorissen daaraan toe. „Nederland is gebouwd op 25 miljoen houten palen!”

In de lengterichting kan een boom in feite elke spanning aan. Zijn problemen ontstaan in de dikterichting – door krachten die hem onder een hoek aangrijpen. Om te beginnen de wind. „Neem een kroon van 60 m2”, zei Jorissen, „laat daar een flinke wind op los – dat geeft een spanning van... 30 newton per mm2, het maximum wat hout kan hebben.”

Maar de kroon is geen gesloten vlak, hij heeft een relatief open structuur. Dus daar staat een boom voor een dilemma: een dichte kroon voor de assimilatie, een open kroon voor de wind. Zo draagt de beuk zijn dichte kroon met steil opgerichte takken. Zo bevordert de populier de doorlaatbaarheid van zijn lover met zeer beweeglijke blaadjes (en dat ruist dan zo gezellig). In dit licht zou je het afwerpen van bladeren in de herfst ook als een voorbereiding op het stormseizoen kunnen zien.

Met verhevigde trek- en drukkrachten krijgt een boom te kampen als hij scheef staat. Dan beginnen die enorme gewichten wel degelijk te tellen. Dan vormt hij reactiehout. Zijn jaarringen worden aan de ene kant breder dan aan de andere, zijn hart kan helemaal buiten het middelpunt komen te liggen.

„Daarbij”, zei Jorissen, „zien we een opmerkelijk verschil tussen naald- en loofbomen. Naaldhout zet extra aan aan de drukkant, en wel met een overmaat aan lignine, loofhout daarentegen aan de trekkant, met een overmaat aan cellulose.”

Takken, die immers allemaal scheef staan, zitten vol reactiehout. Voor constructieve toepassingen (buiten de boom) is het ongeschikt. „Maar het brandt natuurlijk prima”, zei Jorissen.

Verder is het duidelijk dat een boom belang heeft bij een evenwichtige opbouw van de kroon – dat vermindert de spanningen in de stam. Als een zware tak wordt weggerukt door een storm, kan hij ernstig in onbalans raken. Hij zal dan niet alleen ter plaatse maatregelen nemen (om de wond te dichten), maar kan ook compensatie zoeken in zijn wortelstelsel – hij vormt een trekwortel, te vergelijken met een scheerlijn bij een tent. Je zou zeggen: dat probleem ontstaat van het ene moment op het andere en hij kan maar langzaam reageren. Maar naar boombegrippen gaat hij razendsnel aan de slag. Binnen enkele maanden al heeft hij extra hout gevormd om zich te versterken.

Zo komt een boom te voorschijn als een installatie waarin spanningen voortdurend worden gemeten en onophoudelijk wordt gewerkt aan een gelijkmatige verdeling ervan. Je vraagt je af hoe dat mogelijk is zonder dat er beslissingen worden genomen. Maar nu moet je je eens in de vinger snijden met je zakmes. Je lichaam begint de wond terstond te genezen – daar komt ook geen enkele beslissing aan te pas.

Koos van Zomeren